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聚乳酸(英語:PolylacticAcid或Polylactide,縮寫:PLA),是一種熱塑性脂肪族聚酯。生產聚乳酸所需的乳酸或丙交酯(英文:Lactide)可以通過可再生資源 ...
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聚乳酸(英語:Polylactic Acid或Polylactide,縮寫:PLA),是一種熱塑性脂肪族聚酯。生產聚乳酸所需的乳酸或丙交酯可以通過可再生資源發酵、脫水、純化後得到,所得的聚乳酸一般具有良好的機械和加工性能,而聚乳酸產品廢棄後又可以通過各種方式快速降解。
乳酸的結構中同時含有羧基和羥基,故乳酸分子之間可以發生酯化反應形成長鏈。雖然名叫聚乳酸,但絕大部分羧基已經在聚合反應中反應掉,實際並沒有什麼酸性,這一點和聚丙烯酸為代表的側基均為羧基的聚合物不同。聚乳酸的單體乳酸可以透過化學合成或者透過可再生資源合成。一般使用玉米、木薯提取出的澱粉,甘蔗和甜菜提取的糖和秸稈等提取的纖維素,經過發酵、脫水等過程獲得乳酸。所獲得的乳酸需要進行純化,才能進行聚乳酸的生產,因為乳酸中含有的微量富馬酸和醋酸都會造成聚合反應的終止[1]:28。
聚乳酸的主要合成途徑目前生產聚乳酸的途徑主要有三條:
以乳酸為原料直接縮聚:由於乳酸縮聚反應中逐漸生成的水會引起水解和鏈轉移,所以一般先通過閃蒸等手段除去原料乳酸中殘存水分,之後在100°C,1kPa的低壓下脫水生成丙交酯和小分子量聚乳酸,然後以氯化亞錫和對甲苯磺酸為催化劑,在160°C溫度下進行熔融縮聚,可以得到分子量高於80000的聚乳酸[2]:42。如果想進一步提高分子量,可以將熔融聚乳酸冷卻後進一步縮聚,或在共沸蒸餾的條件下進行縮聚,不斷把生成的水除去,最終可以得到分子量超過100,000的聚乳酸。 以乳酸為原料縮聚成一定分子量的聚乳酸後,加入酸酐和環氧樹脂等偶聯劑。偶聯劑可以與聚乳酸鏈末端殘餘的羥基和羧基發生反應,達到較短鏈互相結合產生長鏈的擴鏈效果[3]:173 先以兩分子乳酸彼此酯化形成丙交酯,然後以純化的丙交酯為原料,在金屬催化劑(比如丁基錫)的作用...聚乙醇酸 | 合法醫療器材資訊網
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